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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kondensator laden


Autor: ET Student (Gast)
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Hallo,
wenn ich einen kondensator lade habe ich als Wirkunsgrad 50%. In der 
Formel fliegen R und C raus.

Wenn ich eine ideale Spannungsquelle hab sollte der Kondensator bei 
idealen(supra) Leitern 0 sein. Wob bleibt die Verlustenergie?

Real würde ich die Schlatung so aufbauen, dass ich ein Netzteil habe und 
Ladestrom -spannung ab dem supraleitenden Teil messe.

Die ganzen Verluste der Quelle weise ich dann der realen Umsetzung einer 
idealen Quelle zu und ignoriere sie.

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Ist dieser Zustand überhaupt definiert
Eien lastfreie Stromquelle ist ja bsplw. nicht definiert

Autor: wieso studiert jede pfeife auf einmal et?!? (Gast)
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studier was anderes... deine terminologie ist grausam!

Autor: Michael (Gast)
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Ja, es wäre schön wenn der TE nochmal genau über seine Frage nachdenkt 
und die dann ordentlich stellt. Wahrscheinlicher ist allerdings, dass er 
bei genauem Nachdenken über die Frage, die er hat, selbst auf die 
Antwort kommen wird.

Autor: Ganymed (Gast)
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Hallo ET Student

Der Klassiker im Fach theoretische E-Technik:

Ein geladener Kondensator wird über einen Widerstand
an einen ungeladenen Kondensator geschaltet. In welchem
Verhältnis stehet die Energie im ersten Kondensator zu
den Energien nach dem Umladevorgang in beiden Kondensatoren.
Untersuche den Vorgang bei verschieden großen Widerständen.

Ergebnis:
Der Wert des Widerstandes spielt keine Rolle.

Was ist aber bei R=0?
Wie verschwindet dann die Energie aus der Schaltung?

Antwort:
Sie wird als elektromagnetischer Puls in
den unendlichen (mathematischen) Raum angestrahlt.

Dort schwebt er mit den vielen anderen aus den vielen
E-Technik-Klausuren und wartet auf seinen Erlösung.
Es kommt der Tag, wo er als donnernder Blitz alle bösen
Profs dieser Welt erschlagen wird.

Autor: ET Student (Gast)
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Danke
das war die gesuchte Antwort.
Die Leitung wird Ja von einem Magentfeld umgeben

Autor: Michael (Gast)
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Öhm, kleiner Tipp noch am Rande: Energie wird immer außerhalb des 
Leiters transportiert, die Energie, die im Innern des Leiters 
transportiert wird ist diejenige, die wir gewöhnlich als Verlustenergie 
bezeichnen. Im Idealfall gibt es keine Verluste und der Leiter leitet 
die Energie nur in die von uns gewünschte Richtung ;)

Autor: achherrje (Gast)
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das is falsch. gilt für ein koaxialleiter-konstrukt, nicht für JEDEN 
leiter.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>das is falsch. gilt für ein koaxialleiter-konstrukt, nicht für JEDEN
>leiter.

Doch tut es.

Autor: haikar (Gast)
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Im allgemeinen sind die "Leitungen" zwischen den idealen elektrischen 
Elementen bei solchen Betrachtungen allerdings auch ideal, d.h. kein 
Widerstand und kein magn. Feld (unendlich kurz) und beschreiben nur die 
Verbindung an sich.
Insofern ist die Antwort mit der Abstrahlung von Leistung nicht wirklich 
gut.
Letztendlich ist die Aussage "In der Formel fliegen R und C raus." nur 
dann zutreffend, wenn es keine Singulatitäten gibt, d.h. der Strom bzw. 
die Spannung endlich bleiben, was bei dem Wegfall eines Widerstandes 
nicht mehr der Fall ist.

Autor: jens (Gast)
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>Öhm, kleiner Tipp noch am Rande: Energie wird immer außerhalb des
>Leiters transportiert, die Energie, die im Innern des Leiters
>transportiert wird ist diejenige, die wir gewöhnlich als Verlustenergie
>bezeichnen.

Hallo Michael,

denkst du das das bei Gleichstrom auch noch gilt?

Autor: Michael (Gast)
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Denke ich nicht nur, ist auch so. Jedwede Energie, die innerhalb eines 
Leiters transportiert wird trägt lediglich zu den Verlusten bei und kann 
zu nix anderem genutzt werden. Ich kann da den Henke (Elektromagnetische 
Felder: Theorie und Anwendung) empfehlen, da ist das gut beschrieben.

Autor: Michael (Gast)
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>das is falsch. gilt für ein koaxialleiter-konstrukt, nicht für JEDEN
>leiter.

Ein Koaxialleiter hat nur den Vorteil, dass die Energie räumlich gesehen 
sich nicht bis in die Unendlichkeit ausbreitet sondern nur zwischen 
Innen- und Außenleiter transportiert wird. Energie, die im Koaxialleiter 
(im Kupfer also und nicht im Dielektrikum) fördert lediglich die 
Verluste, sonst nichts.

Autor: Karl Zeilhofer (griffin27)
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Ich gebe Michael auch recht.

Die Energie im Elektrischen (statischen) Feld ist doch
Volumsintegral(E.D/2)
E und D sind im Leiter annähernd null. Nur außerhalb des Leiters steckt 
also die Feldenergie.

Grüße aus der Vorlesung "Elektrotechnik 2".

Autor: Peter Diener (Gast)
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Hallo,

beim Kondensator ist die anliegende Spannung eine Zustandsgröße, die man 
nicht instantan ändern kann, es sei denn man macht methematische 
Schweinereien, wie z.B. das Beaufschlagen mit diracförmigen Strompulsen.

Genausowenig lässt sich die Spannung instantan auf eine angeschlossene 
Spannungsquelle zwingen, wenn sie vorher (als der Kondensator noch nicht 
angeschlossen war) anders war.

Im Endeffekt steht mathematisch dann eine nicht lösbare Gleichung da:

U1=U2, wobei U1 und U2 voneinander verschieden sind.

Gleichzeitig gilt, dass I=C*Upunkt ist, damit U springt, muss I 
kurzzeitig unendlich sein und das Integral über I der Ladungsänderung am 
Kondensator entsprechen.

Das ist die rein mathematische Betrachtungsweise.

In der Praxis ist dein Modell unvollständig, denn jede Quelle hat einen 
Innenwiderstand, auch jeder Kondensator hat einen, wenn er auch sehr 
klein ist. Außerdem haben die Leitungen und auch der Kondensator einen 
Induktivitätsbelag, was dazu führt, dass der Strom nicht diracförmig 
sein wird, aber es ist schon nahe dran, wenn man sehr niedrige 
Innenwiderstände hat. Es fließt also sehr kurz sehr viel Strom.

Zurück zur Frage: Es ist klar, ein Widerstand ist in der Praxis da, also 
gilt auch die Rechnung mit der Verlustleistung.

Verwendet man Supraleiter, so verlieren diese durch den Strompuls 
eventuell ihre Supraleitung und die Energie wird wieder verheizt.
Verlieren sie die Supraleitung nicht, haben sie dennoch einen 
Induktivitätsbelag, was dazu füht, dass ein Schwingkreis aus 
Induktivitätsbelag der Leitungen und dem Kondensator entsteht. Die 
Energie wird dabei in der Schwingung des Schwingkreises gespeichert und 
je nach Aufbau eventuell auch langsam als EM-Strahlung abgestrahlt.

Gruß,

Peter

Autor: Karl Zeilhofer (griffin27)
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Sehr nette Ausführung, Peter!

Ich frage mich nur, warum Supraleiter wegen eines Strompulses ihre 
Supraleitfähigkeit verlieren sollen? Warm können sie durch den Strom ja 
nicht werden ;-)

lg, Karl

Autor: Johannes Slotta (johanness)
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Die Supraleitung gilt nur für einen bestimmten Maximalstrom, der noch 
dazu temperaturabhängig ist (ich glaub in der Form I_max=Wurzel(K-T^2)). 
Darüber verlieren sie ihre Supraleitfähigkeit. Details findest du sicher 
in der Tieftemperaturphysikvorlesung (die ich damals nicht belegt 
habe)...

Autor: Karl Zeilhofer (griffin27)
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Sehr interessant... Wieder was gelernt!

Autor: Johannes Slotta (johanness)
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Gerade noch mal in der allwissenden Müllhalde nachgelesen, es ist das 
B-Feld, das die Begrenzung bewirkt. Wird das zu groß, dann wars das. 
Aber da das B-Feld bei einem stationären Strom ja proportional ist gilt 
auch obiges.

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